Symmetrisk spaltning af disulfider er hurtig og biokompatibel

Et team af forskere ledet af prof. Frank Glorius og Michael Teders fra universitetet i Münster og af prof. Dirk Guldi fra universitetet i Erlangen-Nürnberg har præsenteret en ny kemisk reaktionsvej, som kan vise sig at være interessant både for forskning og for produktion af aktive ingredienser i medicin. Den nye reaktion fører til en spaltning af bindinger mellem to svovlatomer. Kemikerne bruger en lysdrevet katalysemetode (fotokatalyse) til at muliggøre det. Resultaterne af forskernes arbejde er offentliggjort i det seneste nummer af tidsskriftet Naturkemi (forudgående onlinepublikation).

Fordelene ved den nye reaktion er, at den sker meget hurtigt ("klikkemi") og er særligt præcis. Den symmetriske spaltning af disulfider, dvs. af molekyler med bindinger mellem to svovlatomer, giver anledning til produkter, der kan bruges til en række forskellige formål. "Disse såkaldte thiyl-svovlradikaler kunne bruges til at fremstille medicin, for eksempel, eller plantebeskyttelsesmidler eller polymerer, " siger Frank Glorius fra Institut for Organisk Kemi ved Münster Universitet.

For at aktivere reaktionen, Münster-forskerne bruger et særligt molekyle, som absorberer energien fra synligt lys, opbevarer det og overfører det derefter til et molekyle, der er direkte involveret i reaktionen. denne proces, hvor molekylerne overfører elektroner gensidigt, er kendt som energioverførsel. I modsætning til den ensidige overførsel af elektroner, denne metode er ikke særlig udbredt i lysdrevet fotokatalyse. Holdet ledet af Dirk Guldi ved universitetet i Erlangen-Nürnberg belyste den molekylære mekanisme for energioverførsel ved hjælp af ultrahurtig spektroskopi. Under denne proces, meget korte laserglimt gør de molekylære egenskaber og ændringer under en kemisk reaktion synlige.

Et kendetegn ved den nye reaktionsvej, som er af interesse for biokemikere, er dens biokompatibilitet. Med andre ord, det kan potentielt udføres i levende celler uden at forårsage skade på dem. Det omvendte er også sandt:der er ingen negativ effekt på reaktionen fra nogen komponenter i cellerne. Dette gør reaktionsvejen interessant til mulige anvendelser inden for molekylær mærkningskemi - gør biomolekyler i levende celler synlige for at observere biologiske processer. Biokompatibiliteten af ​​energioverførselsmetoden blev evalueret på Münster Universitet af forskerhold ledet af Frank Glorius og biokemiker Andrea Rentmeister, en professor ved "Cells in Motion" (CiM) Cluster of Excellence. For deres evalueringer, holdene brugte en ny slags screeningsmetode, hvor de individuelt tilføjede adskillige biomolekyler til stede i cellen til reaktionsblandingen, for at undersøge deres virkninger i hvert enkelt tilfælde. Også, de kiggede for at se, hvilke virkninger helheden af ​​biomolekylerne i cellen havde på reaktionen.